JPH11123625A - Fluid driving device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid-driven device in which the piston member of a power part is reciprocated by continuously supplying air and a spindle in the piston member is rotated by a motor, wherein the number of revolutions can be changed and a rotational output can be increased if necessary. SOLUTION: In an air-driven unit 100 in which the piston member 122 of a power part 102 is reciprocated by continuously supplying air from an air supply source via a main spool, a spindle 110 is arranged in the piston member 122 and is provided with a motor-driven unit 200 for rotating the spindle 110. A spline bearing 112 is formed on the rear half of the spindle 110 and the motor- driven unit 200 transmits the output of a high-power motor 201 to the spindle 110 via replaceable pulleys 203, 205, a belt 204, a pulley shaft 206, a spline 207 and the spline bearing 112, whereby a tool mounted on the tip of the spindle 110 is reciprocated back and forth by rotating at a desired number of revolutions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は流体駆動装置に関
し、更に詳しくは、本出願人の出願に係る特開平２−２
０５４３５号公報及び特開平３−１５３９０２号公報に
それぞれ記載される流体駆動装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid drive device, and more particularly, to Japanese Patent Application Laid-Open No.
The present invention relates to an improvement of a fluid driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05435 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-153902.

【０００２】[0002]

【従来の技術】まず、特開平２−２０５４３５号公報に
記載される流体駆動装置を図６及び図７に基づいて説明
する。尚、便宜のため該公報の第４図及び第５図を参照
番号をそのままに本願の図６及び図７として用い、全て
の参照番号についての説明は該公報に委ねる。この流体
駆動装置は、第１のシリンダ体５及び第１のピストン部
材６を有するメインスプール１と、第２のシリンダ体２
１及び第２のピストン部材２２を有する動力部２と、第
３のシリンダ体３１及び第３のピストン部材３２を有す
るサブスプール３とを備える。メインスプール１は、流
体供給源から流体供給ポート８を介して供給されるエア
ー等の流体を一対の連結ポート１９，２０のいずれか一
方（２０とする。）を介して動力部２の前側流体収容室
２８ａへ供給する。動力部２では、小室３０次いでシー
ル突起２７に流体圧を受け、第２のピストン部材２２が
後方に移動する。サブスプール３の第３のピストン部材
３２はアーム部材５０を介して第２のピストン部材２２
に連動し、メインスプール１ヘの流体の流れ方向を前側
送出ポート３６から後側送出ポート３７を介するものへ
変える。これによってメインスプール１の第１のピスト
ン部材６は前進し、流体供給ポート８と連通し動力部２
へ流体を供給するための連結ポートを２０から１９に切
り換える。動力部２では今度は後側流体収容室２８ｂに
流体が入り、第２のピストン部材２２は前方に移動す
る。以上のような動作により、流体供給源から流体を連
続供給することによって先端部に工具５３を保持させた
第２のピストン部材２２が往復ピストン運動を繰り返
す。尚、ダンパ４は動力部２における衝撃を緩和する働
きをする。2. Description of the Related Art First, a fluid driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205435 will be described with reference to FIGS. For convenience, FIG. 4 and FIG. 5 of the publication are used as they are in FIG. 6 and FIG. 7 of the present application, and the description of all the reference numbers is left to the publication. This fluid drive device includes a main spool 1 having a first cylinder body 5 and a first piston member 6 and a second cylinder body 2
It includes a power unit 2 having first and second piston members 22 and a sub-spool 3 having a third cylinder body 31 and a third piston member 32. The main spool 1 receives a fluid such as air supplied from a fluid supply source via the fluid supply port 8 via one of the pair of connection ports 19 and 20 (referred to as 20), the front fluid of the power unit 2. It is supplied to the accommodation room 28a. In the power unit 2, the second piston member 22 is moved rearward by receiving the fluid pressure in the small chamber 30 and then the seal projection 27. The third piston member 32 of the subspool 3 is connected to the second piston member 22 via the arm member 50.
, The flow direction of the fluid to the main spool 1 is changed from the front delivery port 36 to the one via the rear delivery port 37. As a result, the first piston member 6 of the main spool 1 moves forward, communicates with the fluid supply port 8, and
Switch the connection port for supplying fluid to 20 to 19. In the power unit 2, the fluid enters the rear fluid storage chamber 28b, and the second piston member 22 moves forward. With the above operation, the second piston member 22 having the tool 53 held at the distal end by continuously supplying the fluid from the fluid supply source repeats the reciprocating piston movement. The damper 4 functions to reduce the impact on the power unit 2.

【０００３】特開平３−１５３９０２号公報に記載され
る流体駆動装置は、上記装置とほぼ同様の構成であるた
め説明は省略するが、動力部の作動スピードを調整可能
な第１及び第２のスピードコントローラ（同公報参照）
が設置される点で上記装置と異なる。The fluid driving device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-153902 has substantially the same configuration as that of the above-mentioned device, and therefore will not be described. However, the first and second fluid driving devices are capable of adjusting the operating speed of a power unit. Speed controller (see the same publication)
Is different from the above-described device in that the device is installed.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】例えば旋盤等で内外径
を研削加工する場合、砥石の回転数は砥石の使用回転数
の範囲で研削効率が良い回転数に合わせて加工する。内
径研削時には内径に入る砥石を用いるため砥石を小径の
ものとし且つ回転数を上げる。一方、外径研削時には研
削効率を良くするため砥石を大径のものとし且つ回転数
を下げる必要がある。また、砥石への回転出力（トル
ク）を大きくすれば、大きな研削砥石が使用可能となっ
て更に加工性が向上する。For example, when grinding the inner and outer diameters with a lathe or the like, the grindstone is rotated in accordance with the rotational speed at which the grinding efficiency is high within the range of the rotational speed of the grindstone. In grinding the inner diameter, a grindstone having a smaller diameter is used and the number of revolutions is increased because a grindstone that fits into the inner diameter is used. On the other hand, at the time of outer diameter grinding, it is necessary to increase the diameter of the grindstone and reduce the number of revolutions in order to improve the grinding efficiency. In addition, if the rotational output (torque) to the grindstone is increased, a large grindstone can be used, and the workability is further improved.

【０００５】しかしながら、上述した流体駆動装置で
は、第２のピストン部材２２に内蔵させたモータによっ
て砥石等の工具を回転させていたため、工具の回転数を
大幅に変えたり、工具への回転出力を大きくすることが
できなかった。However, in the above-described fluid driving device, the tool such as a grindstone is rotated by a motor built in the second piston member 22, so that the number of revolutions of the tool is largely changed, and the rotation output to the tool is reduced. Couldn't get bigger.

【０００６】従って、本発明の目的は、工具の回転数を
簡易に大幅に変更でき、工具への回転出力を大きく設定
することができる流体駆動装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fluid drive device in which the number of revolutions of a tool can be easily and largely changed, and the rotational output to the tool can be set large.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る流体駆動装
置は、ピストン部材を有する動力部と、流体供給源から
の流体を一対の連結ポートのいずれか一方を介して前記
動力部へ供給し、前記ピストン部材を前後方向の一方に
移動させるメインスプールと、前記ピストン部材に連動
し、前記メインスプールから前記動力部へ流体を供給さ
せる前記連結ポートを他方に切り換えるサブスプールと
を備え、前記流体供給源から流体を連続的に供給するこ
とによって前記ピストン部材が連続的に往復前後運動す
る流体駆動装置において、前記ピストン部材内に、先端
露出部に工具を保持可能なスピンドル軸を設け、このス
ピンドル軸が、前記ピストン部材と一体に往復前後運動
すると共に、外付けの回転駆動源と回転数を変更可能な
回転駆動伝達手段とを介して当該ピストン部材とは独立
に回転可能であることを特徴とする。A fluid driving device according to the present invention supplies a power from a fluid supply source to the power unit through one of a pair of connection ports. A main spool that moves the piston member in one of the front and rear directions, and a sub spool that interlocks with the piston member and switches the other of the connection ports that supplies fluid from the main spool to the power unit, In a fluid drive device in which the piston member continuously reciprocates back and forth by continuously supplying a fluid from a supply source, a spindle shaft capable of holding a tool at an exposed end portion is provided within the piston member, A rotary drive transmitting means capable of changing the number of rotations with an external rotary drive source while the shaft reciprocates back and forth integrally with the piston member Through, characterized in that the said piston member is rotatable independently.

【０００８】ここで、「・・・する流体駆動装置おい
て」以前は、実質的に特開平２−２０５４３５号公報又
は特開平３−１５３９０２号公報に記載される流体駆動
装置の主要部分に相当する。従って、例えば動力部の作
動スピードを調整可能なスピードコントローラ等を付設
することができる。また、動力部が有する「ピストン部
材」は上記公報中の第２のピストン部材に相当する。[0008] Here, "before the fluid drive device" is substantially equivalent to the main part of the fluid drive device described in JP-A-2-205435 or JP-A-3-153902. I do. Therefore, for example, a speed controller or the like capable of adjusting the operation speed of the power unit can be provided. The “piston member” of the power unit corresponds to the second piston member in the above publication.

【０００９】流体としてはエアー等の気体が好適である
が、水、油等の液体使用とすることも可能である。As the fluid, a gas such as air is preferable, but a liquid such as water or oil can be used.

【００１０】「外付けの回転駆動源」とは、モータ等の
回転駆動源をピストン部材等に内蔵せず、従来装置部分
の外部に設ける趣旨であり、これによって内蔵モータに
比べ大出力の回転駆動源を得ることができる。[0010] The term "external rotary drive source" means that a rotary drive source such as a motor is not provided in a piston member or the like but is provided outside of a conventional device. A driving source can be obtained.

【００１１】「回転数を変更可能な回転伝達手段」と
は、回転駆動源の出力をスピンドル軸に伝える部材であ
ってその一部を交換して回転数を簡易且つ大幅に変更し
得るものであり、具体的に、交換可能なプーリ、無端ベ
ルト、スプライン、スプライン軸受等を好ましく挙げる
ことができる。The "rotation transmitting means capable of changing the number of rotations" is a member for transmitting the output of the rotation drive source to the spindle shaft, the part of which can be replaced to easily and greatly change the number of rotations. Yes, specifically, preferred examples include replaceable pulleys, endless belts, splines, spline bearings, and the like.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明に
係る流体駆動装置を一部断面にて示す説明図であり、こ
の装置は、前方（図において左方）のエアー駆動ユニッ
ト部分１００と後方のモータ駆動ユニット部分２００と
を一体的に組み合わせたもので、この内、エアー駆動ユ
ニット部分１００が従来技術欄で述べた特開平２−２０
５４３５号及び特開平３−１５３９０２号に開示される
流体駆動装置に相当する（後述するモータ駆動ユニット
部分２００との係合部分を除く。）。従って、エアー駆
動ユニット部分１００では、別個のコンプレッサー等の
エアー供給源（図示せず）からメイスプールを介し動力
部１０２の前側又は後側入出孔１２３，１２４から前側
又は後側流体収容室１２８ａ，１２８ｂにエアーを連続
的に受けると、第２のピストン部材（以下単に「ピスト
ン部材」という。）１２２のシール突起１２７前後一面
へのエアー圧によってピストン部材１２２が往復ピスト
ン運動を行う。尚、ピストン部材１２２が後方にある状
態が図１に、前方にある状態が図２に示され、参照番号
１２５，１２６は、シール部材としてのピストン軸受メ
タルである。また、以上の参照番号は、図６及び図７と
の共通部分の符号に１００を加えたものである。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory views showing a fluid drive device according to the present invention in a partial cross section. This device has a front (leftward in the figure) air drive unit 100 and a rear motor drive unit 200. And the air drive unit 100 is described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
This corresponds to a fluid drive device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5435 and JP-A-3-153902 (excluding a portion that engages with a motor drive unit portion 200 described later). Therefore, in the air drive unit portion 100, a front or rear fluid storage chamber 128a, from a front or rear inlet / outlet 123, 124 of the power unit 102 through a main spool from an air supply source (not shown) such as a separate compressor. When air is continuously received by 128b, the piston member 122 performs reciprocating piston movement by air pressure on the front and rear surfaces of the seal protrusion 127 of the second piston member (hereinafter simply referred to as "piston member") 122. FIG. 1 shows a state where the piston member 122 is at the rear, and FIG. 2 shows a state where the piston member 122 is at the front. Reference numerals 125 and 126 denote piston bearing metals as seal members. Further, the above reference numbers are obtained by adding 100 to the reference numerals of the common parts with FIGS. 6 and 7.

【００１３】ピストン部材１２２は円筒状であり、その
内部にはスピンドル軸１１０がベアリング１１３，１１
４を介在して回転可能に設置される。スピンドル軸１１
０は、ピストン部材１２２から露出する先端部に研削砥
石等の工具を着脱自在に保持させるコレットチャック１
１１が設けられ、後半部分がスプライン軸受１１２（図
３参照）として作製される。スプライン軸受１１２はモ
ータ駆動ユニット部分２００におけるエアー駆動ユニッ
ト部分１００との係合部分となるスプライン（図３参
照）２０７を合致的に受け入れ、これによりスプライン
２０７とスプライン軸受１１２とは一体的にのみ回転す
るが、互いに独立な前後方向への相対摺動は許容され
る。The piston member 122 has a cylindrical shape, and the spindle shaft 110 has bearings 113 and 11 inside thereof.
4 so as to be rotatable. Spindle shaft 11
Reference numeral 0 denotes a collet chuck 1 for detachably holding a tool such as a grinding wheel at a tip exposed from the piston member 122.
11 are provided, and the latter half is manufactured as a spline bearing 112 (see FIG. 3). The spline bearing 112 conformally receives a spline (see FIG. 3) 207 serving as an engagement portion of the motor drive unit portion 200 with the air drive unit portion 100, so that the spline 207 and the spline bearing 112 rotate only integrally. However, relative sliding in the front-rear direction independent of each other is permitted.

【００１４】モータ駆動ユニット部分２００は、上記ス
プライン２０７の他、このスプライン２０７の基端とし
てこれを前方に突出させ、ベアリング２０８に軸支され
るプーリ軸２０６と、エアー駆動ユニット部分１００に
対し外付けとなり且つ大出力のモータ２０１と、モータ
２０１の出力軸２０２及びプーリ軸２０６にナット２０
９の着脱によって交換可能にそれぞれ取り付けたプーリ
２０３，２０５と、このプーリ２０３，２０５間に巻回
した無端ベルト２０４とを備える。The motor drive unit portion 200 has the spline 207 and a base end of the spline 207 protruding forward as a base end. A motor 201 having a large output and a nut 20 attached to an output shaft 202 and a pulley shaft 206 of the motor 201
9 are provided with pulleys 203 and 205 which are exchangeably mounted by attaching and detaching the endless belt 9, and an endless belt 204 wound between the pulleys 203 and 205.

【００１５】スピンドル軸１１０はエアー供給によるピ
ストン部材１２２の往復ピストン運動と一体に前後動
し、この際スプライン軸受１１２はスプライン２０７に
対し前後摺動する。スピンドル１１０はた、前後動と同
時に、モータ２０１を駆動源とし、プーリ２０３、ベル
ト２０４、プーリ２０５、プーリ軸２０８、スプライン
２０７及びスプライン軸受１１２を介して伝達される回
転駆動力によって回転する。従って、コレットチャック
１１１に装着された所要の工具は回転しながら進退運動
を行う。The spindle shaft 110 moves back and forth integrally with the reciprocating piston movement of the piston member 122 by air supply. At this time, the spline bearing 112 slides back and forth with respect to the spline 207. The spindle 110 is rotated by the rotational driving force transmitted through the pulley 203, the belt 204, the pulley 205, the pulley shaft 208, the spline 207, and the spline bearing 112 by using the motor 201 as a drive source simultaneously with the forward and backward movement. Accordingly, a required tool mounted on the collet chuck 111 performs a reciprocating motion while rotating.

【００１６】図４は、図１のモータ駆動ユニット部分２
００の右側面図であり、該図に示されるように、モータ
側プーリ２０３を大径のものとし、スピンドル軸側プー
リ２０５を小径のものとしてベルト２０４を巻回するこ
とにより、モータ２０１の回転数を増速してスピンドル
軸１１０及び工具に伝達することができる。また、図５
に示すように、モータ側プーリ２０３’を小径とし、ス
ピンドル軸側プーリ２０５’を大径とすれば、モータ回
転数を減速することができる。これらの例に限らず、モ
ータ回転数の増減速比はベルトの変更を含み多数設定す
ることができる。FIG. 4 shows the motor drive unit part 2 of FIG.
00 is a right side view, as shown in the figure, the motor-side pulley 203 has a large diameter, and the spindle shaft-side pulley 205 has a small diameter. The number can be increased and transmitted to the spindle shaft 110 and the tool. FIG.
As shown in the figure, if the motor-side pulley 203 'has a small diameter and the spindle shaft-side pulley 205' has a large diameter, the motor rotation speed can be reduced. The present invention is not limited to these examples, and a large number of motor rotation speed increase / decrease ratios can be set including a change in the belt.

【００１７】[0017]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る流体駆
動装置では、動力部のピストン部材内のスピンドル軸に
対し、往復前後運動と共に、外付けの回転駆動源及び回
転数を変更可能な回転駆動伝達手段を介して回転を付与
するに当たり、回転駆動源を出力の大きなものとしてス
ピンドル軸先端部の工具へ大きな回転出力を与えること
ができ、また、回転駆動伝達手段の一部を組み替えて工
具の回転数を簡易且つ大幅に変更することもできる。従
って、例えば旋盤等で内外径を研削加工する場合にその
効率を高めるため必要となる砥石回転数の大幅な変更も
簡易に行うことができ、また、砥石への回転出力が大き
いため、大きな研削砥石が使用可能となって更に加工性
を向上させることができる。As described above, in the fluid drive device according to the present invention, the externally driven drive source and the number of revolutions can be changed together with the reciprocating back and forth movement with respect to the spindle shaft in the piston member of the power unit. In imparting rotation through the rotation drive transmission means, a large rotation output can be given to the tool at the tip end of the spindle shaft by setting the rotation drive source to a large output, and a part of the rotation drive transmission means is rearranged. The number of revolutions of the tool can be easily and significantly changed. Therefore, for example, when the inner and outer diameters are ground by a lathe or the like, it is possible to easily perform a large change in the number of rotations of the grindstone, which is necessary to increase the efficiency. The grindstone can be used, and the workability can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る流体駆動装置を一部断面にて示す
説明図であり、ピストン部材が後方にある状態を示す。FIG. 1 is an explanatory view showing a fluid drive device according to the present invention in a partial cross section, showing a state in which a piston member is located rearward.

【図２】本発明に係る流体駆動装置を一部断面にて示す
説明図であり、ピストン部材が前方にある状態である。FIG. 2 is an explanatory view showing a partial cross section of the fluid drive device according to the present invention, in a state where a piston member is located forward.

【図３】図１のＡ−Ａ断面図であり、スピンドル軸後半
部のスプライン軸受及びスプラインを示す。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, showing a spline bearing and a spline in a rear half portion of the spindle shaft.

【図４】図１の右側面図であり、プーリ径の選択によっ
てモータ回転数を増速する状態を示す。FIG. 4 is a right side view of FIG. 1 and shows a state in which the motor rotation speed is increased by selecting a pulley diameter.

【図５】図４と同一視点の図であり、プーリ径の選択に
よってモータ回転数を減速する状態を示す。5 is a view from the same viewpoint as FIG. 4 and shows a state in which the motor rotation speed is reduced by selecting a pulley diameter.

【図６】特開平２−２０５４３５号公報の第４図を転載
したものである。FIG. 6 is a reproduction of FIG. 4 of JP-A-2-205435.

【図７】特開平２−２０５４３５号公報の第５図を転載
したものである。FIG. 7 is a reproduction of FIG. 5 of JP-A-2-205435.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ エアー駆動ユニット部分 １０２ 動力部 １１０ スピンドル軸 １１１ コレットチャック １１２ スプライン軸受 １１３，１１４，２０８ ベアリング １２２ ピストン部材 １２３ 前側入出孔 １２４ 後側入出孔 １２５，１２６ ピストン軸受メタル １２８ａ 前側流体収容室 １２８ｂ 後側流体収容室 ２００ モータ駆動ユニット部分 ２０１ モータ ２０２ モータ出力軸 ２０３，２０３’，２０５，２０５’ プーリ ２０４ 無端ベルト ２０６ プーリ軸 ２０７ スプライン ２０９ ナット REFERENCE SIGNS LIST 100 Air drive unit part 102 Power part 110 Spindle shaft 111 Collet chuck 112 Spline bearing 113, 114, 208 Bearing 122 Piston member 123 Front entry / exit hole 124 Rear entry / exit hole 125, 126 Piston bearing metal 128a Front fluid storage chamber 128b Rear fluid Housing room 200 Motor drive unit portion 201 Motor 202 Motor output shaft 203, 203 ', 205, 205' Pulley 204 Endless belt 206 Pulley shaft 207 Spline 209 Nut

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ピストン部材を有する動力部と、流体供
給源からの流体を一対の連結ポートのいずれか一方を介
して前記動力部へ供給し、前記ピストン部材を前後方向
の一方に移動させるメインスプールと、前記ピストン部
材に連動し、前記メインスプールから前記動力部へ流体
を供給させる前記連結ポートを他方に切り換えるサブス
プールとを備え、前記流体供給源から流体を連続的に供
給することによって前記ピストン部材が連続的に往復前
後運動する流体駆動装置において、前記ピストン部材内
に、先端露出部に工具を保持可能なスピンドル軸を設
け、このスピンドル軸が、前記ピストン部材と一体に往
復前後運動すると共に、外付けの回転駆動源と回転数を
変更可能な回転駆動伝達手段とを介して当該ピストン部
材とは独立に回転可能であることを特徴とする流体駆動
装置。A main unit for supplying a fluid from a fluid supply source to the power unit via one of a pair of connection ports to move the piston member in one of front and rear directions; A spool, and a sub-spool which is interlocked with the piston member and switches the connection port for supplying the fluid from the main spool to the power unit to the other port, and wherein the fluid is continuously supplied from the fluid supply source. In a fluid drive device in which a piston member continuously reciprocates back and forth, a spindle shaft capable of holding a tool is provided in an exposed end portion in the piston member, and the spindle shaft reciprocates back and forth integrally with the piston member. In addition, it can rotate independently of the piston member via an external rotation drive source and rotation drive transmission means that can change the rotation speed. A fluid drive device characterized by the following.